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4.2 群落及其演替
辽、金时期的塞罕坝是一处水草丰沛、森林茂密、禽兽繁集的天然名苑，后来由于人类掠夺式开发利用，到解放初期已退化为高原荒丘。近年来，塞罕坝几代人牢记使命、艰苦创业，在风沙蔽日的坝上荒原建起了百万亩林海。
探究一
1.塞罕坝的全部植物和动物构成了一个生物群落，对吗？如何定义生物群落？
2.塞罕坝从森林到荒丘，又到林海的过程中，如何判断群落发生了变化？为什么会发生这种变化？
3.塞罕坝的生物资源很丰富，如狐狸、狼、野兔、山鸡等等，这些生物之间可能存在哪些种间关系？
4.狐狸和狼的种间关系对它们的分布有什么影响？
5.重建人工林生态系统后，野生动植物也随之增多，原因是什么？
6.塞罕坝地区的某种一年生草本植物春季萌发，秋季结束生活周期，属于群落的什么特征？
7.试描述野兔的生态位，讨论为什么每种生物都占据着相对稳定的生态位？
1.塞罕坝的全部植物和动物构成了一个生物群落，对吗？如何定义生物群落？
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
全部的生物；全部种群；全部动物、植物和微生物
研究内容：
群落的边界和范围
群落的物种组成（物种丰富度、优势物种）
种间关系
空间结构
群落的季节性
生态位
群落类型
群落演替
1．河北塞罕坝国家森林公园的森林覆盖率达75.2%，动植物种类繁多，其中有高等植物659种，有以狍子为主的兽类25种，有鸟类88种。下列相关叙述错误的是（　　）
A．狍子等兽类往往捕食个体数量比较少的物种
B．塞罕坝国家森林公园中，捕食者的存在有利于增加物种多样性
C．生物间和生物与环境间的共同进化是塞罕坝国家森林公园中生物多样性形成的根本原因
D．塞罕坝国家森林公园能调节区域气侯体现了生物多样性的间接价值
A
2.塞罕坝从森林到荒丘，又到林海的过程中，如何判断群落发生了变化？为什么会发生这种变化？
群落的物种组成发生了变化。
物种组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。
一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。
优势种群就是数量多的种群吗？在一个群落中，优势种群是固定不变的吗？
自然因素和人为因素
自然因素包括生物因素和非生物因素。
3.塞罕坝的生物资源很丰富，如狐狸、狼、野兔、山鸡等等，这些生物之间可能存在哪些种间关系？
原始合作
互利共生
捕食
寄生
种间竞争
捕食对竞争有什么影响？
原始合作
互利共生
小结：种内关系和种间关系
种内互助
种内关系
同类相食
争夺配偶
争夺生活场所
种间关系
种间互助
种间斗争
寄生
竞争
捕食
种内竞争
蜂、蚂蚁等
母鸡保护小鸡
生物之间的关系
判断：人工密植的某种纯乔木林长得细高，利于争光
种内竞争
注意：
1.捕食、寄生不会灭绝生物。
2.捕食者、被捕食者；寄生者、寄主
在相互选择的作用下，长期共存。
3.所有种间关系都有利于种群的进化。
4.狐狸和狼的种间关系对它们的分布有什么影响？
种间竞争
种间竞争导致两个种群的分布范围缩小，甚至错开。
5.重建人工林生态系统后，野生动植物也随之增多，原因是什么？
垂直结构
植物的分层与对光的利用有关：不同植物适于在不同的光照强度下生长。
植物的垂直分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
水平结构：镶嵌分布
大量的林木为野生动植物的生存创造了条件
（2）为了确定某种鸟类在百万亩林海中的相对重要性，需对该鸟类种群的_________进行测定。科学家发现多种不同的鸟，从食性相同、分布空间重叠，最后演变为它们在树的不同部位取食同种食树虫，这种分布称为群落的________结构，造成这种分布的原因是______________________________________________。
生物量 垂直 自然选择（或种间竞争）
6.塞罕坝地区的某种一年生草本植物春季萌发，秋季结束生活周期，属于群落的什么特征？
四、群落的季节性
（1）间作是在空间上配置作物布局，套种可使主副作物成熟时间错开。间作和套种分别体现了群落的_____________和_____________。
（2）“植物应高矮搭配，根系应深浅不一”，反应出植物无论在地上还是地下，垂直方向上都存在_____________现象；选择根系分布深浅不一的作物进行种植的目的是_____________。
分层
充分利用不同土层的水分和无机盐等
空间结构 季节性
应用——立体农业 P32
立体农业设计的原理：群落的空间结构（和季节性）
7.试描述野兔的生态位，讨论为什么每种生物都占据着相对稳定的生态位？
栖息地、食物、天敌、其他种间关系等
在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度，以及它与其他物种的关系等
有利于不同生物充分利用环境资源，是群落物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
1.在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：
（1）竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是_________ ____ _。该实验中需要将两种草履虫放在资源_______（填“有限的”或“无限的”）环境中混合培养。当实验出现___ __的结果时即可证实竞争排斥原理。
（2）研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的______________ （答出1点即可）不同而共存。
（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是____。
有相同资源利用方式的物种竞争排斥，
有不同资源利用方式的物种竞争共存
形态和习性上很接近（或具有相同的资源利用方式）
有限的
一方（双小核草履虫）存活，
另一方（大草履虫）死亡
部位、时间等
2.分析左图：生态位的重叠与分离状况与种内竞争、种间竞争具有密切联系。
1.一般，生态位重叠越大，种间竞争越强
2. 生态位相似的物种，因为种间竞争，发生竞争排斥，促使不同物种生态位分化，对资源的利用出现差异，导致重叠程度降低，这有利于生物多样性的形成和稳定。如彼此分别占领不同的空间位置和在不同空间部位觅食等
3.种内竞争的加剧会使不同物种的生态位重叠增加。
3．生态位是指一个物种在群落中的地位或作用包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等，下列阐述正确的是（ ）
A．据图所知，物种x与物种y之间一定是竞争关系
B．物种x因生态位较物种y小，在生存斗争中容易被淘汰
C．在自然环境里每一个特定环境中都有相似种类的生物
D．生态位的形成是生物和环境长期相互作用的结果
D
4．生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色，表现了物种对各种资源（食物、空间等）的利用以及不同物种之间的关系。生态位的重叠和分离状况与种间竞争、种内斗争具有密切的关系。下列叙述错误的是（ ）
A．种间竞争会促使不同物种的生态位分化
B．种内斗争的加剧会使不同物种的生态位重叠减少
C．各物种生态位的分化利于群落稳定性与多样性的维持
D．两个物种的生态位重叠增加，则种间竞争加剧
B
5．生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色，表征了物种对各种资源（食物、空间等）的利用以及不同物种之间的关系。生态位的重叠和分离状况与种间竞争、种内斗争具有密切的关系。下图是生态位关系图，其中完全符合竞争是不对等的，乙的生态位空间有较大比例被共占的一组是（ ）
D
6．一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。如果生物的所有环境条件都适宜，且没有竞争和捕食的条件下，一个物种所栖息或利用的最大空间就是基础生态位；而一个物种实际占有的生态位空间叫做实际生态位。如图是某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布图，下列说法正确的是（　　）
A．生态位属于种群水平上研究的问题
B．如果气候适宜、空间充足，三种生物占据的生态位为基础生态位
C．三种蝙蝠栖息各自占据的实际生态位大小为棕蝙蝠>蓬毛蝙蝠>银毛蝙蝠
D．三种蝙蝠活动高峰时间相互错开，
有利于避免生态位过度重叠，从而减少竞争
D
分析理解：种间竞争对群落的影响及其应用
（1）红尾鸲和鹟，食性相似，种间竞争对两个种群的分布有什么影响？P25
红尾鸲和鹟的食性比较相似，种间竞争导致两个种群的分布范围缩小，甚至错开。
（2）在群落形成的过程中，如果两个物种生态位相似，它们将怎样发展？
两个物种的生态位相似，在空间和资源有限的情况下,必然存在种间竞争。种间竞争可能会使二者的生态位发生分化，结果为它们仍然共存于同一个群落中；也可能为一方消失,另一方留存下来。
应用：
★（1）将生态位不同的四种鱼混养，原因？P28
将生态位不同的四种鱼混养，既降低了种间竞争的强度，又充分利用了空间和资源。
★（2）不将河蟹与食性相似的青鱼混养，原因？（食性相似的动物不要混养的原因？ ）P29
青鱼与河蟹的食性相似，生态位有所重叠，若混养，在空间和资源有限的情况下，二者种间竞争强烈，不利于各自种群数量的增加。
★★（3）板栗-茶树结构中，两种植物高矮结合、根系深浅搭配的意义分别是什么？P32
两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的光能。
两种植物根系深浅搭配，合理利用了不同层次土壤内的水分和无机盐。
★（4）P32立体农业原理？充分利用群落的空间结构和季节性
探究二
1.荒漠和草原生物群落从环境条件和生物因素等方面分析，有什么不同点？
2.三七是重要的的林下中药材，试分析该种生物如何适应环境？
3.塞罕坝发展的过程中经过了群落演替吗？这种演替有什么特点？影响因素有哪些？
4.塞罕坝发展过程中，物种丰富度，草本植物种类数，光合总量，土壤中的有机物，群落结构，稳定性分别发生什么变化？
5.人类在该过程中起了什么作用？
1.荒漠和草原生物群落从环境条件和生物因素等方面分析，有什么不同点？
环境：荒漠：极度干旱区
草原：半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区
生物：荒漠：植物：气孔、根系
动物：鳞片、体温、排泄
草原：植物：叶片
动物：挖洞、快速奔跑
群落类的
分类依据
群落外貌
群落的外部形态，是群落中生物与生物、生物与环境相互作用的综合反映。
物种组成
区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。
丰富度
占优势的物种
群落中的物种数量。
不仅在群落中数量多，更重要的是对群落的影响大。
群落的
类型
自然生物群落
人工生物群落
陆地生物群落
水生生物群落
森林生物群落
草原生物群落
荒漠生物群落
淡水生物群落
海洋生物群落
湿地生物群落
2.2群落的主要类型
01
荒漠生物群落:1.分布 2.气候特点 3.群落特点 4.动植物？适应性特征？
①仙人掌属植物
肉质茎
针状叶
气孔只在
晚上开发
②骆驼刺属植物
植株矮小
根系发达
角质鳞片
蛋壳坚硬
以固态尿酸盐排泄废物
变温
①爬行类
②啮齿类
③鸟类 ④蝗虫
夜间气孔开放，吸收CO2，转化成苹果酸，贮存在液泡中；
白天气孔关闭，苹果酸分解，释放CO2用于光合作用。
正常途径
景天酸代谢
白天气孔关闭，有利于减少蒸腾作用，保持水分
P37课后题 3.农田中的生物形成人工生物群落。为什么说它是群落？它与森林、草原等自然生物群落有哪些不同？如果没有人工干预，农田生物群落能长期保持农田的特征吗？
农田中生活着多个生物种群，他们不是孤立的，而是直接或间接地联系着， 共同构成了有序的整体， 即农田生物群落。
农田生物群落属于人工生物，与自然群落相比，人工生物群落的物种丰富度较低，群落结构简单， 易受外界影响，需要人工干预生物群落的物种组成和结构。
如果没有人工干预， 农田生物群落不能长期保持农田的特征。
P33 问题探讨：2.为什么不在退化的草地上植树造林呢？
年降水量是决定一个地区的群落类型是草原还是森林的关键因素。
在年降水量低的半干旱地区，如果过度放牧导致草原退化，应退牧还草，不宜植树造林。
P35 讨论2.假如将森林中攀缘生活的动物种群与草原上善于奔跑的动物种群对调，对这些种群来说有什么影响？
有的种群会因为不能适应新的环境，可能会迅速衰退，而导致消失。
2．塞罕坝地区的生态环境曾经受到过严重破坏，之后很多年是一片高原荒丘。近几十年经过塞罕坝人的努力，森林覆盖率逐渐升高，生态系统逐渐稳定。相关说法错误的是（ ）
A．塞罕坝从森林退化为荒丘说明人类生产活动会影响群落演替的方向
B．森林中距离地面不同高度分布的鸟类不同，体现了群落的水平结构
C．塞罕坝森林中不同物种占据不同生态位，有利于生物对环境资源的充分利用
D．自然环境不发生根本变化的前提下，我国西北地区的荒漠地带也能建立起塞罕坝式的林海
生物群落类型已经发生改变
5.为什么在塞罕坝地区可以植树造林，打造林场，而某些地区只能退耕还草？
塞罕坝地区平均海拔高度1500米以上，年均气温 －1．4℃。若你是林场建设者，人工造林时在树种选择方面应注意什么（请答出两点）？①_________________________；②_________________________。
选择当地原有物种 选择耐寒性强的物种
森林天然更新是森林可持续经营的重要组成部分，华北落叶松天然更新一直是塞罕坝机械林场急需解决的问题，研究人员就此问题进行了研究。对不同林分密度的华北落叶松幼苗年龄和株数进行调查后，得到如下结果：
注：林分密度是指调查区域内单位面积成年华北落叶松的株数
调查结果显示，不同林分密度下的幼苗年龄和株数存在显著差异，主要表现为林分密度450>750>1050株/hm2，造成这种差异的主要原因是_____________________。结果表明，林分密度为_______________株/hm2的区域华北落叶松天然更新前景最理想。
林分密度较小时，林下光照更充分，充足的光照可促进幼苗生长 450
北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入，目前已在该水域广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了系列实验。
1.用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0．5克，用纱网分区（见图1）；三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重，结果如图2，同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用，作出判断的依据是：与没有水虱相比，在有水虱的水箱中，_________。
②水虱分布情况记录结果显示，在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱对所栖息的海藻种类具有__________。
2.为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，
在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实
验材料，一段时间后检测，结果如图3（甲、
乙、丙为上述本地藻）。
该实验的对照组放入的有_________。
3.研究发现，柏桉藻含有一种引起动物不适的
化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，
会将两者吐出。请综合上述研究结果，阐明柏
桉藻成功入侵的原因________。
1.柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反 选择性/偏好性
2.隆头鱼和水虱
3.因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
探究土壤中小动物的丰富度P30
1.取样方法？为什么不适于用样方法、标记重捕法？
2.统计方法：①记名计算法：概念？用于统计什么样的物种？
②目测估计法：概念？
3.丰富度是指群落中的物种数目，为什么还要统计物种相对数量？
4.采集小动物的方法？
注意：用诱虫器采集小动物时，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙，目的？
诱虫器的原理：
诱虫器的试管中放置的酒精的作用：
试管中放湿棉花，目的：
5.保存方法？
6. 观察方法？
7.如果要调查水中小动物的丰富度：
时间（如：白天和晚上）或
空间（如:不同深度的土层）
体积分数为70%的酒精中，也可放入试管中
放大镜、体视显微镜
8.调查和比较不同时间（不同空间）的土壤中小动物类群的丰富度时，自变量是？
一是使用诱虫器、二是用简易采集法
使空气流通
利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性
脱水杀死土壤小动物并固定土壤小动物的形态。
模拟土壤湿润的环境
用网兜或瓶子，注意要定点、定量
9.①如果要采集大量跳虫用于实验室培养，最好选择吸虫器___，
理由是____________________________；
②如果要采集大量甲螨作为标本来保存，最好选择吸虫器___，
理由是__________________________。
B
该吸虫器的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活
D
该吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定，防止腐烂

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